Unidad IV: COMPUESTOS ORGÁNICOS QUE POSEEN GRUPO

FUNCIONAL CON ENLACE MULTIPLE CARBONO-HETEROÁTOMO

Química orgánica IQuímicos

Escuela de vacaciones junio 2016Licda. Jaqueline Carrera.

ENLACE DOBLE CARBONO-OXIGENOácidos carboxílicos y sus derivados

Ácidos Esteres haluros de amida 1º amida 2º amida 3ºCarboxílicos ácido

Anhídrido de ácido

Estructuras de resonancia

Ácidos carboxílicos

Representaciones del grupo ácidos carboxílicos.

El nombre ácido carboxílico describe al grupo funcional de dos maneras:1. La palabra carboxílico es una contracción de las palabras carbonilo e hidroxilo, que son las dos unidades estructurales en el grupo. 2. Se agrega el término ácido, debido a las propiedades ácidas de esta familia de compuestos

Nombres comunes

Nomenclatura

Ácidos dicarboxílicos

Mas ácidos dicarboxílicos

Ácidos grasos de cadena larga

Ácidos grasos insaturados

Ácidos carboxílicos aromáticos

Nomenclatura ejemplos

COOH

CH(CH3)2

Ácido 2-isopropilciclopentanocarboxílico

COOH

OH

Ácido 2-hidroxibencenocarboxílico

Nomenclatura

• Nombres comunes: el carbono vecino al grupo carboxilo recibe el localizador α, ejemplos:

IUPAC: ácido 2-metoxibutanoico ácido 3-bromopentanoico ácido 4-clorohexanoicoComún: ácido α-metoxibutírico ácido β- bromovalérico ácido γ-clorocaproico

Ejemplos de nomenclatura

• IUPAC

• Se remplaza la terminación -o del alcano del mismo número de carbonos por la terminación –oico y se le antepone la palabra ácido.

IUPAC: ácido metanoico ácido etanoico ácido 2-ciclohexilpentanoico ácido 2-acetilpentanoico

Común : ácido fórmico ácido acético ácido α-ciclohexilpropiónico ácido α-acetilvalérico

IUPAC: ácido 4-aminobutanoico ácido 3-fenilpentanoico ácido 3-metilbutanoico

Comú: ácido γ- aminobutírico ácido β-fenilvalérico ácido isovalérico

Ejemplos nomenclatura

Puntos de ebullición

• Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas considerablemente más altas que los alcoholes, cetonas, aldehídos de los pesos moleculares similares.

• Los altos puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un dímero estable, formado por puentes de hidrógeno.

Puntos de fusión

• Los ácidos alifáticos con más de ocho átomos de carbono son sólidos a temperatura ambiente.

• Los enlaces dobles (sobre todo cis) bajan el punto de fusión.

• Ejemplo: los siguientes ácidos tienen 18 carbonos:El ácido esteárico (saturado): 72 oCEl ácido oleico (un doble enlace cis): 16 oCEl ácido linoleico (dos dobles enlaces cis): -5 oC

Ácidos grasos saturados e insaturados

• Saturado, sólido a temperatura ambiente

• Insaturado, líquido a temperatura ambiente

Solubilidad

• La solubilidad en agua disminuye con el aumento de la longitud en la cadena carbonada.

• Ácidos con más de 10 átomos de carbono son casi insolubles en agua pero muy soluble en alcoholes.

• También solubles en disolventes relativamente no polares como el cloroformo debido a que los enlaces de hidrógeno del dímero no se ven afectados por el disolvente no polar.

Acidez

• Un ácido carboxílico puede disociarse en agua para dar un protón y un ión carboxilato.

• La constante de equilibrio Ka para esta reacción se denomina la constante de ácido-disociación.

• El ácido se disocia sobre todo si el pH de la solución es mayor que el pKa del ácido.

Diagrama energético de ácido carboxílico y alcohol

Efectos del sustituyente en la acidez

La magnitud del efecto del sustituyente depende de la distancia respecto de grupo de ácido carboxílico.

Ácidos carboxílicos aromáticos

• Grupos aceptores de electrones mejoran la fuerza de acidez, y grupos donantes de electrones disminuir la fuerza de la acidez.

• Los efectos son más fuertes para los sustituyentes en las posiciones orto y para.

Desprotonación de ácidos

En presencia de una base desprotonación a la respectiva sal.Seguido de ácido, regeneración del ácido carboxílico.

Funciones acidas

Extracción de ácidos carboxílicos

• Un ácido carboxílico es más soluble en la fase orgánica, pero su sal es más soluble en la fase acuosa.

• Extracciones ácido-base pueden mover el ácido de la fase orgánica a la fase acuosa y de nuevo en la fase orgánica, dejando las impurezas detrás.

Haluros de ácido

Nomenclatura haluros de ácido

Sistemática: cloruro de etanoilo bromuro de 3-metilpentanoilo cloruro de ciclopentanocarboniloComún: cloruro de acetilo bromuro de β-metilvalérilo cloruro de ciclopentanocarbonilo

Esteres

Nomenclatura de esteres

• Indican el sustituyente unido al O

• Se remplaza -ico por -ato

Sistemático: etanoato de etilo propanoato de fenilo 3-bromobutanoato de metilo ciclohexanocarboxilato

Común: acetato de etilo propionato de fenilo β-bromobutirato de metilo de etilo

Los aceites y las grasas son esteres de los ácidos grasos

Aceites y grasas

• Las cadenas de ácidos grasos se enpaquetan más estrechamente en grasas.

Reacciones de los aceites y grasas• Hidrogenación catalítica

• Formación de sales (jabón)

Efecto de los jabones miselas

Sales de ácidos carboxílicos

Nomenclatura de sales de ácidos

• Primer nombre del catión.A continuación, el nombre del anión reemplazando -ico Con -ato.

IUPAC: ácido pentanoico Pentanoato de litioComún: ácido valerico Valerato de litio

IUPAC: ácido butanoico butanoato de amonioComún: ácido butirico butirato de amonio

Ejemplos de nomenclatura

Acetato piruvato (s)-(+)-lactato

Propiedades de las sales de los ácidos

• Por lo general, son sólidos y sin olor.

• Las sales de carboxilato de Na +, K +, Li +, NH4 + y son solubles en agua.

• El jabón es la sal de sodio soluble de un ácido graso de cadena larga.

• Las sales se pueden formar por la reacción de un ácido con NaHCO3, generando la liberación de CO2.

Hidrólisis básica de aceites y grasas

• La hidrólisis básica de la grasa y los aceites produce jabón (esta reacción se conoce como saponificación).

Nomenclatura esteres cíclicoslactonas

Anhídridos

Formación de anhídridos a partir de dos moléculas de ácido carboxílico y

eliminación de agua

Anhídridos nomenclatura

• El nombre se forma sustituyendo la palabra ácido por anhídrido.

Sistemático: anhídrido etanoico anhídriodo etanoico-metanoicoComún: anhídrido acético anhídriodo acético fórmico

Amidas

Nomenclatura de amidas

Nomenclatura amidas cíclicasLactamas

Derivados del ácido carbónico

Nitrilos

Nomenclatura de nitrilos

• El nombre se forma sustituyendo la terminación –ico por -nitrilo.

Puntos de ebullición

Nitrilos

ácidos

Amidas

Reactividad

Reacción ante nucleófilos

Reacciones cloruros de ácido

Mecanismo

Reacciones de esteres• Hidrólisis

• Transesterificación

• Aminolisis

Reacciones de ácidos carboxílicos• Formación de esteres

• Formación de amidas

Reacciones de amidas

• No reaccionan ante adición nucleofílica o eliminación

Reacciones de amidas

Reacciones de nitrilos

Mecanismo

Reacciones de anhídridos

Mecanismo

Activación de ácidos a anhídridos